Способ изготовления литейных форм и стержней

 

U СПОСОБ ИvЯГOTOBЛEHИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, -включающий приготовление смеси путем перемешивания песка, жидкого стекла, гидратообразующей неорганической сопи и воды до перехода смеси в сухое плакированное состояние, подачу смеси в нагретую оснастку и отверждение формы или стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения качества форм и стержней путем увеличения их поверхностной Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления литейных форм и стержней из плакированных смесей, отверждаемых в нагреваемой оснастке Целью изобретения является повышение качества форм и стержней пупрочности в условиях долговременного хранения плакированной смеси, в смесь перед подачей ее в оснастку вводят дополнительное количество воды , определяемое из выражения Hj,oJ 0,7 же - W, где . дополнительное количество воды, % от массы смеси; W - влагосодержание смеси до ввода дополнительной воды , - содержание в смеси жидкого стекла, масД, выдерживают смесь до связывания добавленной воды в кристаллогидрат и перехода смеси в сухое сыпучее состояние , 2, Способ попо1,отличающ и и с я тем, что, с целью дополнительного увеличения поверхностной прочности форм и стержней, в добавляемую воду предварительно вводят смачиватель НБ - поверхностно-активное вещество из класса алкиларилсульфонатов в количестве 0,1-3,0% VJ от массы добавляемой воды. к 1 00 тем увеличения их поверхностной прочности в условиях долговременного хранения плакированной смеси. При долговременном х|эанении Перед использованием сухой плакированной смеси, полученной путем перемешивания песка с жидким стеклом, гидрато

(l9) (Ц) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 С 5/04 1/18

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ HSOBPETEHH

Н AST0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (н,о) - о.7 (кс - w, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

110 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

1 (21 ) 3680895/02 (22) 27.12.83 (46) 23.05.92. Бюл. 19 (71) Научно-исследовательский институт специальных способов литья

Министерства станкостроительной и. инструментальной промышленности

СССР (72) Б.С. Линецкий и С.Б. Кантор (53) 621.742.4 (088.8.) (56) Неймарк А.M. Современные способы и оборудование для получения и регенерации песчано-смоляных смесей. - М., НИИМАИ, 1974, с. 80.

Авторское свидетельство СССР

l> 801365, кл. В 22 С 5/04, В 22 С 1/18, 1979 ° (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающий приготовление смеси путем перемешивания песка, жидкого стекла, гидратообразуюшей неорганической соли и воды до перехода смеси в сухое плакированное состояние, подачу смеси в нагретую оснастку и отверждение формы или стержня, о т л ич а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения качества форм и стержней путем увеличения их поверхностной

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления литейных форм и стержней из плакированных смесей, отверждаемых в нагреваемой оснастке.

Целью изобретения является повышение качества форм и стержней пу2 прочности в условиях долговременного хранения плакированной смеси, в смесь перед подачей ее в оснастку вводят дополнительное количество eo" ды, определяемое из выражения где (Н О) - дополнительное количество воды, Ф от массы смеси; — влагосодержание смеси до ввода дополнительной воды, мас.3;

NC) - содержание в смеси жидкого стекла, мас.Ф, выдерживают смесь до связывания добавленной воды в кристаллогидрат и перехода смеси в сухое сыпучее сос" Я тояние.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью дополнительного увеличения поверхностной прочности форм и стержней, в добав ляемую воду предварительно вводят смачиватель НБ - поверхностно-активное вещество из класса алкиларил- ° вюй сульфонатов в количестве О, l -3, ОФ от массы добавляемой воды. тем увеличения их поверхностной прочности в условиях долговременного хранения плакированной смеси.

При долговременном хранении перед использованием сухой плакированной смеси, полученной путем перемешивания песка с жидким стеклом, гидратогде (н,oJ

117 образующей неорганической солью (нап ример, тринатрийфосфатом) и водой, отмечается ухудшение качества форм и стержней, выражающееся в снижении их поверхностной прочности (повышение осыпаемости).

Для предотвращения этого нежелательного явления, происходящего вследствие частичной потери (за счет "выветривания") кристаллогид" ратной .влаги, в сухую плакированную смесь, полученную путем перемешивания песка с упомянутым выше гидратным связующим, непосредственно перед ее использованием вводят дополнительное количество воды, определяемое из выражения (н,o7 = о,7 (кс) - я, " дополнительное количество воды, 3 от массы смеси; — влагосодержание смеси дО Ввода дОПОлнительнОЙ

Г воды, мас.ь;

MCJ " содержание в смеси жидкого стекла, мас.ь, после чего выдерживают смесь до связывания добавленной воды в кристаллогидрат и перехода смеси в сухое сыпучее состояние.

Подготовленную таким образом плакированную смесь подают в нагретую оснастку, где происходит ее отверждение и получение готовых формы или стержня.

Вариант осуществления способа по изобретению предусматривает предварительное введение в добавляемую воду 0,1-0„3 мас.3 смачивателя НБ " поверхностно-активного вещества из класса алкиларилсульфонатов.

Повышение поверхностной прочности форм и стержней объясняется увеличением содержания кристаллогидратов в плакирующей пленке связующего: и частичным растворением пленок карбонатов, образовавшихся на поверхнос" ти частиц смеси при ее долговременном хранении до .употреблении ° Через некоторое время введенная влага поглощается кристаллогидратами, а растворенные и гидролизованные карбонаты по капиллярам проникают в пустоты кристаллической решетки связующего»

При этом создается впечатление, что смесь высохла. Этот момент регистри2148 .4 руется по восстановлению реологичесI ких свойств (например, ее сыпучести) присущих исходной сухой плакированной смеси. При оптимальной величине добавки воды восстановление сыпучести смеси наступает через 0,5-1 ч. При введении избыточного количества влаги сыпучесть восстанавливается мед1О пенно, не достигая исходного значения даже через 6 ч выдержки. При введении недостаточного количества влаги не наблюдается требуемого повышения поверхностной прочности форм и стержней.

Введение смачивателя улучшает . распределение воды по поверхности частиц смеси и увеличивает скорость протекания капиллярного поглощения

2р влаги, которая связывается в кристаллогидраты связующим. Введение смачива. теля в количестве менее 0,1 массы до" бавляемой воды не оказывает существенного эффекта на поверхнострую прочность, а при его содержании более

3,0 мас.Ф наблюдается ухудшение сы" пучести смеси. Использование в качестве ПАВ смачивателя НБ объясняется удовлетворительным усвоением его гидратным связующим, дешевизной и относительно низкой токсичностью.

Экспериментальное исследование описываемого способа проводилось в лабораторных условиях на гидратной смеси следующего состава, мас.Ф:

35 Песок Основа

Гидратное связующее (в пересчете на жидкое стекло) х

4О Масло машинное 0,3

Значение х выбирали в интервале

4-73. восстав гидратного связующего, мас.Ф:

Тринатрийфосфат

4$ двенадцативодный 52

Вода 6

Жидкое стекло 42

Контролировали следующие свойства

$9 смеси: поверхностную прочность, характеризуемую потерей массы образца (диск диаметром 50 и толщиной 15 мм) отвержденного в течение 5 мин при

210 С, после истирания его падающей c высоты 500 мм металлической дробью, сыпучесть, характеризуемую. высотой . конуса смеси и диаметром основания образующегося при свободной насыпке смеси.

5 11721

Свойства смеси определяли регуляр-. но с момента изготовления смеси.

Смесь хранили в открытой таре ровным слоем толщиной 200 мм при температуре 20 С и влажности воздуха 603.

Обработку смеси проводили после ее хранения, при котором .наблюдалось ухудшение поверхностной прочности более чем на 201 от исходной величи- 1О ны. После обработки контролировали кинетику изменения свойств на протяжении 6 ч. В качестве момента восстановления смесью необходимых технологических свойств принимали момент достижения величин прочности и сыпучести, менее чем на 20 4 отличающихся от исходных. Считали необходимым обеспечить восстановление свойств не позже чем через 3 ч после обработки - дополнительного введения воды и поддержания их в течение не менее 3 ч, l

Смесь

Характеристика

Содержание связующего в смеси (в пересчете на жидкое стекло), мас.Ф

2,0 2,0 2,0 1,8 3,0

2,0 поверхностная прочность, Ф

1,09 1,09 1,09 1,05 0,81

18 18 18 17 19

1,09

18 сыпучесть, мм

Расчетное дополнительное количество воды, мас.Ф

1,9

0,8

0,8 0,8 0,8

1,0

Количество смачивателя

НБ, от массы дополнительного количества воды

1,0 3,0

О,1

Свойства смеси после дополнительной обработки (способом по изобретенйю) влагосодержание,. мас.Ф:

- сразу после ввода воды (или воды со смачивателем НБ) 4,8

2,6, 2,6

2 7 2,7

2,7

- через 3 ч после указанной операции

4,2

2,6

2,6

2,4

2,5

2,5

Результаты испытаний смесей для изготовления форм и стержней приведены в таблице..Свойства смеси после долговременного хранения (воспроизведение способа изготовления форм и стержней по прототипу) влагосодержание, мас.ь

41 6

Из приведенных в таблице данных следует что способ изготовления форм и стержней, характеризуемый дополнительным введением в плакированную смесь перед ее употреблением воды (или воды в сочетании со смачи вателем НБ), позволяет повысить поверхнострую прочность (что находит свое выражение в снижении просыпи при механическом истирании поверхности образца) и увеличить сыпучесть смеси.. В наибольшей степени эффект повышения поверхностной прочности и сыпучести отмечается, по сравнению с прототипом, при изготовлении образцов сразу после описанной выше дополнительной обработки, однако он сохраняется и через 6 ч хранения смеси после проведения упомянуто" дополнительной обработки.

Внедрение изобретения позволит сократить потери смеси вследствие утраты ею необходимых технологических свойств, что снизит общий расход смеси. Зкономия смеси составит 5 1К что при расходе 0,9 т смеси на 1 т оболочкового литья составит 0,045

0,09 т на 1 т годного. 1172148

Продолжение таблицы

Характеристика

2,5 2,6 2,4

2,4

2,4

0,61 0,60 0,69 0,40

0,69

0 79

- через 3 ч после указанной операции

0,81 0,80. 0,73 0,78 0,94

0,84

- через 6 ч после указанной операции

0,88 0,84 0,76 0,89 0,60

0,90 сыпучесть, мм:

" сразу после ввода воды (или воды со смачивателем НБ) 24

25

27

- через 3 ч после указанной операции

20

22

19

- через 6 ч после указанной операции

23 23

21

Редактор О. Филипова Техред N.Иоргентал

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2439 Тираж Подписное

ВНИИПИ ГосударстВенного .комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина 101

- через 6 ч после указанной операции поверхностная прочность,4

" сразу после ввода воды (нли воды со смвчивателем НБ) Смесь

1 2 3 4 5 6